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Dass das Leben durch kosmische Boten – Kometen oder Asteroiden, die als Meteoriten zur Erde fielen – auf unseren Planeten kam, ist eine viel zitierte Theorie, deren Wahrheitsgehalt man bisher aber nicht abschätzen kann. Nun stellen Forscher aus Japan eine weitere Hypothese auf: Ihr zu Folge haben die Meteoriten zwar keine Lebensbausteine zur Erde gebracht, bei den vielen Einschlägen in die Urozeane vor drei bis vier Milliarden Jahren allerdings könnten die ersten Biomoleküle entstanden sein.

Dieses Ergebnis einer Laborsimulation veröffentlichten Wissenschaftler um Yoshihiro Furukawa von der Tohoku-Universität nun in Nature Geoscience. In ihrem Versuch setzten sie eine Probe aus Kohlenstoff, Eisen, Nickel, Wasser, Ammoniak und Stickstoff mit einer Spezialkanone innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums unter hohen Druck. Die Bestandteile der Probe sollten bei einem Einschlag eines gewöhnlichen Steinmeteoriten in einen Urozean vorhanden gewesen sein. Nur 0,7 Mikrosekunden lang wurde das Gemisch dabei auf Temperaturen von bis zu 5000 Grad Kelvin erhitzt und erreichte dabei einen Druck von bis zu sechs Gigapascal.

Die Probe befand sich in einem Edelstahlbehälter, der nach Beendigung des Experiments aufwendig gereinigt wurde, damit keine verunreinigenden Substanzen das Messergebnis verfälschen konnten. Tatsächlich fand man nach dem simulierten „Einschlag“ Fettsäuren, Amine und einfache Aminosäuren, also komplexe Moleküle, mithin also erste Lebensbausteine. Die Bestandteile der Probe wurden durch die hohen Temperaturen offenbar zerlegt und ionisiert, und fügten sich in der Abkühlphase zu neuen Verbindungen zusammen.

Gemäß der Hypothese der Forscher könnten Meteoriteneinschläge in die Ozeane der Erde gewissermaßen der Zündfunke für das Entstehen des Lebens auf unserem Planeten sein – sie lieferten die nötige Energie zur Synthese neuer, komplexer Moleküle. Durch wiederholte Impakte könnten immer kompliziertere chemische Verbindungen entstanden sein, bis hin zur Entwicklung primitivster Lebewesen. Tatsächlich wurden beim Einschlag sehr großer Körper noch weit höhere Drücke und Temperaturen erreicht und sehr viel größere Stoffmengen umgesetzt, als in dem Laborversuch.

Dass unsere Erde schon sehr lange von ausgedehnten Ozeanen bedeckt ist, weiß  man durch die Untersuchung uralter Sedimentgesteine. Bereits vor rund vier Milliarden Jahren bestand der Großteil der Oberfläche unseres Planeten aus Wasser. Auch gab es damals wesentlich häufigere und heftigere Meteoriteneinschläge als heute – dies beweist schon ein Blick auf die kraterzernarbte Oberfläche des Mondes. Die chemische Zusammensetzung der meisten Meteoriten sollte sich ebenfalls nicht wesentlich geändert haben – der Cocktail des Lebens scheint also vollständig gewesen zu sein.

Furukawa, Y. et al.: Biomolecule formation by oceanic impacts on early Earth. In: Nature Geoscience 10.1038/ngeo383, 2008.